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TIPOS DE MEZCLAS
Es un sistema disperso en el que una o mas sustancias
(fase dispersa) se distribuyen en el interior de otra ( fase
dispersante).
SISTEMA DISPERSO
Suspensión : Sistema disperso heterogéneo en el que el
tamaño de las partículas de la sustancia dispersa es mayor de
200 nm. Se observan a simple vista y se pueden separar por
filtración o sedimentación.
Coloide o dispersión coloidal: Sistema disperso heterogéneo
en el que las partículas de la sustancia dispersa es una
molécula grande o agregado de moléculas pequeñas de tamaño
entre 5-200nm. Se observan solo con el ultramicroscopio y
se pueden separa por centrifugación.
Disoluciones
Es un sistema disperso homogéneo en el que las
partículas de las sustancias disueltas son moléculas
pequeñas o iones que no son visibles ni con el
ultramicroscopio. Solo se pueden separar por
cambios en el estado de agregación.
La composición cuantitativa de las disoluciones
está definida por lo que, las cantidades de sustancias
presentes pueden variar dentro de ciertos límites.
Estado de agregación de las disoluciones
SOLUTO
Gas
DISOLVENTE Y
DISOLUCIÓN
Gas
Líquido
Sólido
Líquido
Líquido
Sólido
Sólido
Líquido
Sólido
EJEMPLOS
Aire
Agua
carbonatada
Hidrógeno en
platino
Agua y etanol
Mercurio en Plata
Cloruro de sodio
en agua
Aleación de cobre
y oro
OBTENCIÓN DE DISOLUCIONES
ESTUDIO INTEGRAL DEL
PROCESO DE DISOLUCIÓN
Estructura: Es el componente rector que define la potencialidad del proceso
de disolución. Si una sustancia puede ser soluble o no en un disolvente dado
por el tipo e intensidad de las interacciones entre el soluto y el disolvente.
Termodinámica: Precisa si un proceso libera o absorbe calor y si puede ser
espontáneo o no espontáneo a determinadas condiciones
Cinética: Determina los factores que favorecen la velocidad del proceso
para que sea realizable en un tiempo adecuado.
Alcance: Es el componente estequiométrico que mide la eficacia del proceso
mediante el contenido del soluto en la disolución
ESTRUCTURA Y SOLUBILIDAD
 La solubilidad de una sustancia en un disolvente
dado es la composición cuantitativa de su disolución
saturada.
 La solubilidad depende de la naturaleza de las
sustancias, la temperatura y la presión (soluto
gaseoso o volátil).
Naturaleza de las sustancias
La solubilidad de una sustancia está
relacionada con la intensidad de las fuerzas
de interacción entre ella y el disolvente, que
no pueden ser más débiles que las de las
correspondientes sustancias puras.
SEMEJANTE DISUELVE LO
SEMEJANTE
EJEMPLOS DE VITAMINAS
HIDROSOLUBLES
ESQUEMA DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN DEL NaCl EN AGUA
Constante dieléctrica
ESQUEMA DE PROCESO DE
MISCIBILIDAD ENTRE DOS LÍQUIDOS
Solubilidad de un gas en agua
 La solubilidad de un gas en agua es baja. Ej.:
H2, N2, etc. Se exceptúan los gases con
moléculas polares como el NH3 y el H2S
porque en la disolución ocurre reacción
química.
TERMODINÁMICA DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
Mecanismo del proceso de disolución
 Separación de las partículas o entidades elementales
del soluto: Hs-s (endotérmico)
 Separación de las partículas o entidades elementales
del disolvente: Hd-d (endotérmico)
 Interacción entre las partículas del soluto y del
disolvente. Hs-d (exotérmico)
HD= Hs-s + Hd-d + Hs-d
TERMODINÁMICA DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
Disolución de un soluto iónico en un líquido:
NaCl
HD= Hs-s + Hd-d + Hs-d
-U
Hs
HD= -U + Hs
NaCl (s) = Na+(g) + Cl¯(g)
Na+(g) + Cl¯ (g) + H2O = Na+(ac) + Cl¯ (ac)
-U = 787,0 kJ .mol-1
∆Hs = –784,2 kJ .mol-1
___________________________________________________
NaCl(s) + H2O = Na+(ac) + Cl¯(ac)
ΔHD = 3,8 kJ .mol-1
Energía de solvatación de los iones
TERMODINÁMICA DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
NaCl(s) + H2O = Na+(ac) + Cl¯(ac)
¿Cómo se explica
que la solubilidad
del NaCl sea tan alta?
ΔHD = 3,8 kJ .mol-1
Proceso endotérmico
(prácticamente isotérmico)
¿El calor de disolución HD
de un soluto sólido en un disolvente líquido siempre
será positivo?
Balance energético del proceso de
disolución
TERMODINÁMICA DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
Soluto: gas
Las interacciones soluto-soluto son muy débiles
HD= Hs-s + Hs
Hs > Hs-s
HD  0
proceso exotérmico
TERMODINÁMICA DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
Soluto: Líquido
Las interacciones soluto-soluto no son despreciables
HD= Hs-s + Hs
HD > 0
Proceso endotérmico
HD  0
Proceso exotérmico
TERMODINÁMICA DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
Entropía en el proceso de disolución
En el proceso de disolución de un gas en líquido hay una
disminución de entropía. ΔSD0
En el proceso de disolución de solutos sólidos iónicos o
polares, generalmente hay aumento de entropía cuando
se disuelven en disolventes polares. ΔSD>0
En el proceso de disolución de los solutos líquidos en
disolvente líquido, generalmente hay aumento de entropía
ΔSD>0
TERMODINÁMICA DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
Entropía en el proceso de disolución
LiF, CaS, CaCO3
ΔSD0
ESPONTANEIDAD DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
ΔGD = ΔHD – T ΔSD
NaCl (s)
ΔSD= 43,0 J. K-1 .mol-1
ΔG0D = 3,8 kJ .mol-1 – 298K. 43,0.10-3 kJ .K-1.mol-1
ΔG0D = -9,0 kJ .mol-1 (Proceso espontáneo)
CaS (s)
ΔSD= -89,5 J. K-1 .mol-1
ΔG0D = -23 kJ .mol-1 + 298K. 89,5.10-3 kJ .K-1.mol-1
ΔG0D = 3,7 kJ .mol-1 (Proceso no espontáneo)
ESPONTANEIDAD DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
ΔGD = ΔHD – T ΔSD
Caso
de gas
en
líquido
CINÉTICA DEL PROCESO DE
DISOLUCIÓN
Factores que determinan la velocidad del
proceso de disolución
•La naturaleza de las sustancias participantes
•El grado de división del soluto
•La temperatura o agitación térmica
•La agitación mecánica
•La corriente de convección
EQUILIBRIO DE DISOLUCIÓN
Xno disuelto
=
•Es un estado de equilibrio dinámico
Xdisuelto
vdisolución
=
vprecipitación
•El sistema se mueve espontáneamente hacia el estado de
equilibrio.
•Cuando es perturbado por algún cambio, lo contrarresta hasta
alcanzar un nuevo estado de equilibrio.
•La naturaleza y las propiedades de un estado de equilibrio dado son
las mismas, independientemente de cómo se haya llegado a él.
•El sistema en equilibrio representa un compromiso entre dos
tendencias: la de alcanzar el estado de energía libre mínima y de
entropía máxima.
Condición Termodinámica del equilibrio
Variación de la entropía con la extensión del proceso de
disolución. Proceso espontáneo
Condición termodinámica del estado de
equilibrio
Variación de la energía libre con la extensión del
proceso de disolución.
Proceso espontáneo
Proceso no espontáneo
EQUILIBRIO DE DISOLUCIÓN
Condición cinética del estado de equilibrio:
ξ̇disolución = ξ̇precipitación
Formas de expresar la composición
cuantitativa de las disoluciones